廣安1﹟低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) ——站內(nèi)配管設(shè)計(jì)

1、廣安1低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) 站內(nèi)配管設(shè)計(jì) 摘 要本文根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行廣安 1低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)中站內(nèi)管徑及壁厚的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中我們主要通過(guò)氣井產(chǎn)量、進(jìn)站壓力及進(jìn)站溫度等數(shù)據(jù)，按照管路中溫度、壓力、流量的變化將管路分成三部分計(jì)算，分別為：從井口出來(lái)，前五口井到匯合管路，后兩口井到冷卻器作為第一部分；前五口井從匯合管路經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入計(jì)量分離器或生產(chǎn)分離器然后到匯管，后兩口井從冷卻器開始，到匯管作為第二部分；從匯管出來(lái)的天然氣經(jīng)過(guò)脫硫系統(tǒng)、分離器到天然氣凝液回收系統(tǒng)為第三部分。首先通過(guò)壓力和密度來(lái)確定經(jīng)濟(jì)流速，然后再根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定管徑、壁厚。最后根據(jù)管徑和壁厚對(duì)管道選型設(shè)計(jì)出合

2、適的管道。關(guān)鍵詞：集氣站 工藝設(shè)計(jì) 管徑 壁厚1 基本參數(shù)的確定1.1天然氣相對(duì)分子質(zhì)量根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中氣體組成（%）：-85.33，-2.2，-1.7，-1.56，-1.23，-0.9，-6.3，-0.78由氣體的相對(duì)分子質(zhì)量公式： 即：得出：m= 1685.33302.2441.7581.56721.23860.9346.3440.78=13.6258+0.66+0.748+0.9048+0.8856+0.774+2.142+0.3432=20.08341.2空氣相對(duì)分子質(zhì)量查表得到空氣的相對(duì)分子質(zhì)量是28.97。2 第一段管道的設(shè)計(jì)（井口到匯合管路或井口到冷卻器）2.1壓縮因子的確定

3、 基礎(chǔ)資料：每口井的產(chǎn)量、進(jìn)站壓力及進(jìn)站溫度。井號(hào)產(chǎn)量（）進(jìn)站壓力（mpa）進(jìn)站溫度（）118163122216303201632416163257163061410317191030對(duì)于干燥天然氣，根據(jù)公式： 2.1.1井號(hào)1、2、3、4、5天然氣的壓縮因子z為：對(duì)于井號(hào)1、2、3、4、5的進(jìn)站壓力相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮因子也相同。代入數(shù)值可算得：2.1.2井號(hào)6、7天然氣的壓縮因子z為：對(duì)于井號(hào)6、7的進(jìn)站壓力相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮因子也相同。代入數(shù)值可算得：2.2流量的確定由： 根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：井口1： 井口2: 井口3：井口4：井口5：井口6：井口7：2.3密

4、度的確定由在某壓力和溫度下的密度公式為：由： = 對(duì)于井口1： 對(duì)于井口2、5的進(jìn)站壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為：對(duì)于井口3、4的進(jìn)站壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為：對(duì)于井口6： 對(duì)于井口7： 2.4流速的確定由經(jīng)濟(jì)流速公式:對(duì)于井號(hào)1：對(duì)于井號(hào)2、5的進(jìn)站壓力及密度都相等的情況下有：對(duì)于井號(hào)3、4的進(jìn)站壓力及密度都相等的情況下有：對(duì)于井號(hào)6：對(duì)于井號(hào)7：2.5管徑的確定由進(jìn)氣管道直徑公式： 可得： 同理得： 2.6壁厚的確定由進(jìn)氣管壁厚度公式：-管線壁厚，p-管線的設(shè)計(jì)工作壓力，；d-管線內(nèi)徑，-焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管，直縫管和螺旋焊縫鋼管=1，螺旋埋弧焊鋼管=0.9。-鋼材屈

5、服極限，f-設(shè)計(jì)系數(shù)c-腐蝕余量，當(dāng)所輸油，氣中不含腐蝕性物質(zhì)時(shí)c=0；當(dāng)油氣中含有腐蝕性物質(zhì)時(shí)可取c=0.51。取優(yōu)質(zhì)碳素鋼20的245mpa ; f取0.5; c取0.8mm;取無(wú)縫鋼管=1;得出： 同理： 3 第二段管道的設(shè)計(jì)（1、2、3、4、5匯合/冷卻器到匯管）3.1匯合管到節(jié)流閥前的管路以滿足最大流量和壓力的條件為準(zhǔn)管段連接計(jì)量分離器匯合的管路連接生產(chǎn)分離器的匯合管路壓力（mpa）1616溫度（）3131流量104m3/d22763.1.1壓縮因子的確定根據(jù)公式： 代入數(shù)值可得：3.1.2流量的確定由: 根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：匯合計(jì)量=匯合生產(chǎn)=3.1.3密度的確定由在某壓力和

6、溫度下的密度為：對(duì)于兩個(gè)管路壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為： =3.1.4速度的確定由經(jīng)濟(jì)流速公式:對(duì)于兩個(gè)管路壓力及密度均相等，所以它們氣體流速都為： =3.1.5管徑的確定管道直徑公式：，得： 匯合計(jì)量 = 同理：匯合生產(chǎn) = 3.1.6管壁的確定由管壁厚度公式：可得：匯合計(jì)量=同理: 匯合生產(chǎn)=3.2節(jié)流閥計(jì)量/生產(chǎn)分離器匯管/冷卻器匯管的管路 管段節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管6井冷卻器匯管7井冷卻器匯管壓力（mpa）10101010溫度（）14141414流量104m3/d227614193.2.1壓縮因子的確定根據(jù)公式： 因?yàn)楦鞫螇毫ο嗤?，所以壓縮因子相同，代入數(shù)

7、值可得：3.2.2流量的確定由: 根據(jù)表格數(shù)據(jù)代入公式：經(jīng)過(guò)節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管的流量為：=經(jīng)過(guò)節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管的流量為：=經(jīng)過(guò)6井冷卻器匯管流量為：=經(jīng)過(guò)7井冷卻器匯管流量為：=3.2.3密度的確定由在某壓力和溫度下的密度為：對(duì)于各個(gè)管路壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為： =3.2.4速度的確定由經(jīng)濟(jì)流速公式:對(duì)于各個(gè)管路壓力及密度均相等，所以它們氣體流速都為： =3.2.5管徑的確定管道直徑公式：代入數(shù)據(jù)得：經(jīng)過(guò)節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管的管徑為：=經(jīng)過(guò)節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管的管徑為：=經(jīng)過(guò)6井冷卻器匯管管徑為：=經(jīng)過(guò)7井冷卻器匯管管徑為：=3.2.6管壁的確定由管壁厚度公式：可得：經(jīng)過(guò)

8、節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管的管壁為：=經(jīng)過(guò)節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管的管壁為： =經(jīng)過(guò)6井冷卻器匯管的管壁為： =經(jīng)過(guò)6井冷卻器匯管的管壁為：=4 第三段管道的設(shè)計(jì)（匯管脫硫系統(tǒng)分離器天然氣凝液回收系統(tǒng)）此管段分為三段管線管線1：從匯管經(jīng)脫硫系統(tǒng)到換熱器管線2：從換熱器到節(jié)流閥管線3：從節(jié)流閥經(jīng)分離器到天然氣凝液回收系統(tǒng)管道線路壓力（mpa）溫度（）11014210-136-164.1壓縮因子的確定由公式 得：管線1、2的壓力相同，所以壓縮因子相同都為： 管線3的壓縮因子為：4.2流量的確定由: 根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：管線1： 管線2： 管線3： 4.3密度的確定由在某壓力和溫度下的密度為：根據(jù)上述

9、表格的數(shù)據(jù)代入公式：管線1：管線2：管線3：4.4流速的確定由經(jīng)濟(jì)流速公式:根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：管線1：管線2：管線3：4.5管徑的確定由進(jìn)氣管道直徑公式：，根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：管線1：管線2：管線3：4.6壁厚的確定由進(jìn)氣管壁厚度公式：把數(shù)據(jù)代入公式得：管線1： 管線2： 管線3：5 管道的選型參照附表選用范圍內(nèi)的管道：鋼管鑄鐵管公稱直徑dn內(nèi)徑d計(jì)算內(nèi)徑dj1計(jì)算內(nèi)徑dj2內(nèi)徑d計(jì)算內(nèi)徑dj11515.7514.7513.2550492021.2520.2518.7575742527.0026.0024.50100993235.7534.7533.251251244041.

10、0040.0038.501501495053.0052.0050.002001997068.0067.0065.002502498080.0079.0077.00100106.00105.00103.00125131.00130.00127.00150156.00155.00152.00175174.00173.00174.00200199.00198.00195.00225224.00223.00220.00250253.00252.00249.00275279.00278.00275.00附表 鋼管、鑄鐵管計(jì)算內(nèi)徑（mm）選型結(jié)果：5.1第一段管道的設(shè)計(jì)（井口到匯合管路）七管道分別選取管道

11、為：323.0，323.0，323.0，252.5，201.5，322.5，402.55.2第二段管道的設(shè)計(jì)（1、2、3、4、5匯合管路到節(jié)流閥）匯合管路到節(jié)流閥（連計(jì)量分離器）管道：323.0匯合管路到節(jié)流閥（連生產(chǎn)分離器）管道：704.05.3第二段管道設(shè)計(jì)（節(jié)流閥計(jì)量/生產(chǎn)分離器匯管或冷卻器匯管）經(jīng)過(guò)節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管的管道：402.5經(jīng)過(guò)節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管的管道：804.0經(jīng)過(guò)6井冷卻器匯管管道：322.5經(jīng)過(guò)7井冷卻器匯管管道：402.55.4第三段管道的設(shè)計(jì)（匯管脫硫系統(tǒng)分離器天然氣凝液回收系統(tǒng)）匯管脫硫系統(tǒng)換熱器管道：1005.0換熱器節(jié)流閥管道：1005.0節(jié)流閥分離器天然氣凝液回收系統(tǒng)管道：1254.06 小結(jié)本次課程設(shè)計(jì)針對(duì)廣安1低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)流量、溫度和壓力與管徑和壁厚的關(guān)系，確定管道的管徑和壁厚，然后選擇出合適的管道型號(hào)。在這次為期兩周的課程設(shè)計(jì)中，我們首先通過(guò)小組討論初步確定流程，然后到自己的小組交流確定計(jì)算方法，再到最后自己完成課程設(shè)計(jì)的報(bào)告。每一個(gè)步驟，我們都學(xué)到很多東西，使我基本掌握了如何進(jìn)行工藝管道設(shè)計(jì)，這不僅培養(yǎng)了我們的收集信息的能力，還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神和交流能力，使我們的自學(xué)能力得到提高，這些能力為